Nếu bạn lái một chiếc xe sang số, bạn có thể có một số câu hỏi hiện ra trong đầu.
Mẫu "H" vui nhộn như thế nào mà tôi đang di chuyển núm sang số này có liên quan gì đến các bánh răng bên trong hộp số không? Điều gì đang chuyển động bên trong hộp số khi tôi di chuyển cần số?
Khi tôi rối tung lên và nghe thấy tiếng mài kinh khủng đó âm thanh, những gì thực sự là mài? Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi vô tình chuyển thành ngược lại trong khi tôi đang tăng tốc trên xa lộ? Toàn bộ đường truyền có bùng nổ không?
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trả lời tất cả những câu hỏi này và hơn thế nữa khi chúng tôi khám phá nội thất của hộp số sàn.
Ô tô cần hộp số vì tính chất vật lý của động cơ xăng. Đầu tiên, bất kỳ động cơ nào đều có đường đỏ - giá trị vòng tua lớn nhất mà trên đó động cơ không thể nổ mà không nổ. Thứ hai, nếu bạn đã đọc Cách hoạt động của mã lực, thì bạn sẽ biết rằng động cơ có phạm vi vòng tua hẹp nơi mã lực và mô-men xoắn ở mức tối đa. Ví dụ, một động cơ có thể tạo ra mã lực tối đa ở 5.500 vòng / phút. Bộ truyền động cho phép tỷ số truyền giữa động cơ và các bánh dẫn động thay đổi khi xe tăng tốc và giảm tốc độ. Bạn sang số để động cơ có thể ở dưới vạch đỏ và gần dải vòng tua máy với hiệu suất tốt nhất.
Lý tưởng nhất là bộ truyền động sẽ linh hoạt theo tỷ lệ của nó để động cơ luôn có thể chạy ở một giá trị vòng tua máy duy nhất, hiệu suất tốt nhất của nó. Đó là ý tưởng đằng sau hộp số biến thiên liên tục (CVT). Chúng ta sẽ nói về điều đó tiếp theo.
Nội dung
Hộp số biến thiên liên tục (CVT) có phạm vi tỷ số truyền gần như vô hạn. Trước đây, CVT không thể cạnh tranh với hộp số 4 cấp và 5 cấp về giá thành, kích thước và độ tin cậy, vì vậy bạn không thể thấy chúng trong ô tô sản xuất. Ngày nay, những cải tiến trong thiết kế đã làm cho CVT trở nên phổ biến hơn.
Bộ truyền động được kết nối với động cơ thông qua ly hợp. Do đó, trục đầu vào của hộp số quay cùng vòng tua với động cơ, giúp cải thiện cả công suất và khả năng tiết kiệm nhiên liệu. CVT trở nên phổ biến trong các xe hybrid vì chúng hiệu quả hơn đáng kể so với cả hộp số sàn và hộp số tự động truyền thống, và mức độ phổ biến của chúng tăng vọt từ đó khi các nhà sản xuất ô tô cạnh tranh để xếp hạng mức tiết kiệm nhiên liệu tốt nhất có thể. Tính đến cuối năm 2016, cứ bốn xe ô tô bán ra tại Hoa Kỳ thì có một chiếc được trang bị hộp số vô cấp CVT.
CVT không có nhược điểm của nó; Đáng chú ý nhất, nó có thể chậm chạp khi lái xe, vì nó được thiết kế để hiệu quả hơn là thú vị. Tuy nhiên, khi nhiều người lái xe chọn chuyển khỏi hộp số tay, dẫn đến việc cung cấp ít hướng dẫn sử dụng hơn, hộp số CVT tiếp tục gia tăng sự hiện diện của nó. CVT cũng hoạt động tốt nhất trên những chiếc xe nhỏ có động cơ nhỏ, đó là lý do tại sao hầu hết xe tải và xe SUV cỡ lớn tiếp tục sử dụng hộp số tự động truyền thống.
Bạn có thể đọc Cách thức hoạt động của CVT để biết thêm thông tin về cách hoạt động của các hộp số biến thiên liên tục. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một đường truyền đơn giản.
Để hiểu ý tưởng cơ bản đằng sau một hộp số tiêu chuẩn, sơ đồ bên trái cho thấy một đường truyền hai tốc độ rất đơn giản ở trạng thái trung tính. Hãy xem từng bộ phận trong sơ đồ này để hiểu chúng khớp với nhau như thế nào:
Bây giờ, hãy xem điều gì sẽ xảy ra khi bạn sang số đầu tiên.
Hình ảnh bên trái cho thấy khi chuyển sang bánh răng thứ nhất, cổ răng màu tím ăn khớp với bánh răng màu xanh lam ở bên phải nó như thế nào. Như hình minh họa, trục màu xanh lá cây từ động cơ quay trục gạt, điều này sẽ chuyển bánh răng màu xanh lam sang bên phải của nó. Bánh răng này truyền năng lượng của nó qua cổ răng để truyền động cho trục truyền động màu vàng. Trong khi đó, bánh răng màu xanh ở bên trái đang quay, nhưng nó đang quay tự do trên ổ trục của nó nên không ảnh hưởng đến trục màu vàng.
Khi vòng đệm nằm giữa hai bánh răng (như trong hình ở trang trước), bộ truyền động ở trạng thái trung hòa. Cả hai bánh răng màu xanh đều quay tự do trên trục màu vàng ở các tốc độ khác nhau được điều khiển bởi tỷ số của chúng với trục thanh.
Từ cuộc thảo luận này, bạn có thể trả lời một số câu hỏi:
Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét một sự truyền tải thực sự.
Hộp số tay bốn cấp phần lớn đã lỗi thời, với hộp số năm và sáu cấp thay thế chúng như là những lựa chọn phổ biến hơn. Một số xe hiệu suất có thể cung cấp nhiều bánh răng hơn. Tuy nhiên, tất cả chúng đều hoạt động ít nhiều như nhau, không phụ thuộc vào số lượng bánh răng. Bên trong, nó trông giống như sau:
Có ba phuộc được điều khiển bởi ba thanh được tác động bởi cần số. Nhìn vào thanh chuyển đổi từ trên xuống, chúng trông giống như thế này trong bánh răng thứ nhất và thứ hai ngược lại:
Hãy nhớ rằng cần số có một điểm quay ở giữa. Khi bạn đẩy núm xoay về phía trước để ăn khớp với bánh răng đầu tiên, bạn thực sự đang kéo cần và nĩa cho bánh răng đầu tiên trở lại.
Bạn có thể thấy điều đó khi bạn di chuyển cần số trái và phải bạn đang tham gia vào các ngã ba khác nhau (và do đó là các vòng cổ khác nhau). Di chuyển núm tiến và lùi di chuyển vòng cổ để khớp với một trong các bánh răng.
Số lùi được xử lý bởi một bánh răng chạy không tải nhỏ (màu tím). Tại mọi thời điểm, số lùi màu xanh lam trong sơ đồ trên đang quay theo hướng ngược lại với tất cả các bánh răng màu xanh lam khác. Do đó, sẽ không thể ném hộp số lùi trong khi ô tô đang chuyển động về phía trước; răng chó sẽ không bao giờ tham gia. Tuy nhiên, chúng sẽ gây ra nhiều tiếng ồn.
Hộp số tay trong các xe du lịch hiện đại sử dụng bộ đồng bộ hóa, hoặc bộ đồng bộ hóa, để loại bỏ nhu cầu ly hợp kép. Mục đích của đồng bộ là cho phép vòng đệm và bánh răng tiếp xúc với ma sát trước khi răng chó tiếp xúc. Điều này cho phép vòng đệm và bánh răng đồng bộ hóa tốc độ của chúng trước khi các răng cần ăn khớp, như sau:
Hình nón trên bánh răng màu xanh lam vừa với khu vực hình nón ở cổ áo, và ma sát giữa hình nón và cổ áo sẽ đồng bộ hóa giữa cổ và bánh răng. Sau đó, phần bên ngoài của vòng đệm trượt để răng chó có thể khớp vào bánh răng.
Mỗi nhà sản xuất thực hiện truyền và đồng bộ theo những cách khác nhau, nhưng đây là ý tưởng chung.
Hộp số tay tự động có lẽ được biết đến nhiều hơn và được mô tả chính xác hơn là hộp số tự động ly hợp kép, và nó là một lựa chọn ngày càng phổ biến. Mặc dù hộp số tự động ly hợp kép đã trở nên phổ biến trên những chiếc xe hiệu suất cao, chẳng hạn như Porsches và Audis, nó ngày càng có sẵn trên các mẫu xe phổ thông hơn.
Hộp số tự động ly hợp kép hoạt động thông qua hai ly hợp, được điều khiển bởi mạng máy tính của ô tô và không yêu cầu người lái nhập liệu. Như chúng ta đã thảo luận, khi ly hợp trong hộp số tay được kích hoạt, nó sẽ ngắt động cơ khỏi hộp số để cho phép chuyển số. Hộp số tự động ly hợp kép vận hành hai bánh răng khác nhau cùng một lúc, giúp hoàn thành việc chuyển số trong khi bỏ qua giai đoạn ngắt điện. Điều đó cho phép hộp số ly hợp kép hoàn thành chuyển số nhanh hơn nhiều, vì không có "tạm dừng" trong khi động cơ và hộp số cố gắng khớp với nhau.
Xe chạy nhanh hơn vì không bị ngắt nguồn điện, chạy êm hơn vì không thể xác định chính xác thời điểm chuyển số, và tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn vì không bị mất điện khi chuyển số kém hiệu quả. Bạn có thể đọc chi tiết hơn về hộp số ly hợp kép tại đây.
Cần lưu ý rằng một số xe có hộp số tự động ly hợp kép cung cấp chế độ chuyển số bằng tay, thường thông qua lẫy chuyển số gắn trên vô lăng, nhưng trải nghiệm không giống nhau. Một số người đam mê hiệu suất có thể phàn nàn về việc mất trải nghiệm "tự mình lái xe", vì chuyển số thủ công là một kỹ năng thú vị để luyện tập và hoàn thiện, nhưng nếu tốc độ là mục tiêu cuối cùng, thật khó để tranh cãi với kết quả của hộp số tay tự động .
Tính đến cuối năm 2016, chỉ 5% xe mới được bán với hộp số tay, theo U.S. News &World Report. Con số này giảm so với mức đỉnh khoảng 25% vào năm 1987.
Ngay cả khi bạn là một trong những người mua xe hiếm hoi thích sử dụng xe số tay, bạn sẽ gặp khó khăn trong việc tìm mua xe vào lần tới khi đến đại lý. Một số nhà sản xuất giữ hướng dẫn sử dụng như một cái cớ để tính thêm phí cho hộp số tự động hoặc CVT, nhưng mặt trái của điều đó là rất khó để có được một chiếc xe được trang bị tốt với hộp số sàn. Nếu bạn muốn có các tùy chọn như nâng cấp động cơ hoặc hệ dẫn động tất cả các bánh, những tính năng đó thường chỉ có trên các mẫu xe hoặc cấp độ trang trí không cung cấp hộp số tay. Những chiếc xe thể thao, vốn từng là cách chắc chắn để có hộp số tay, cũng đang hướng tới các tùy chọn tự động nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Các nhà sản xuất ô tô nói rằng hộp số tự động đơn giản là tốt hơn về mọi mặt, đặc biệt là tùy chọn CVT và ly hợp kép mà chúng tôi đã đề cập ở các trang trước. Sự quan tâm thực tế đến việc sở hữu một chiếc ô tô với hộp số sàn cũng đang giảm dần, đặc biệt là khi những người lái xe Mỹ dành nhiều thời gian hơn khi ngồi trên phương tiện giao thông đông đúc, nơi việc liên tục đạp bàn đạp ly hợp có thể khiến bạn mệt mỏi. Như U.S. News đã đưa tin, "khi những người lái xe gặp nhiều loại số tự động hiện đại tuyệt vời này, thì càng ít người quan tâm đến việc học lái xe hướng dẫn sử dụng."
Xuất bản lần đầu:Ngày 1 tháng 4 năm 2000
Hộp số CVT hoạt động như thế nào?
Cách thay đổi chất lỏng hộp số thủ công
Cách động cơ xe hoạt động
HEMI là gì? Nó hoạt động như thế nào?